阅读说明：本技术 制膜方法 (Film forming method ) 是由 张同文 罗建恒 耿波 武学伟 于 2018-08-14 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种制膜方法,其包括：第一溅射阶段,向靶材加载射频功率,以在晶片表面上形成保护层；第二溅射阶段,同时向靶材加载射频功率和直流功率,以在保护层上形成薄膜。本发明提供的制膜方法,其可以减少对晶片表面造成损伤,从而可以提高产品性能。(The present invention provides a film-making method comprising: a first sputtering stage, loading radio frequency power to a target material to form a protective layer on the surface of a wafer; and in the second sputtering stage, the target is loaded with radio frequency power and direct current power at the same time so as to form a film on the protective layer. The film preparation method provided by the invention can reduce damage to the surface of the wafer, thereby improving the product performance.)

制膜方法

技术领域

本发明涉及薄膜制造领域，具体地，涉及一种制膜方法。

背景技术

近年来，由于发光二极管(LED)的巨大市场需求，GaN基LED被广泛应用于大功率照明灯、汽车仪表显示、大面积的户外显示屏、信号灯，以及普通照明等的不同领域。在LED芯片制造过程中，由于P型GaN的低掺杂和P型欧姆金属接触的低透光率会引起较高接触电阻和低透光率，严重影响了LED芯片的整体性能的提高。为了提高出光效率和降低接触电阻，开发适用于P型GaN的透明导电薄膜的研究显得尤为重要。ITO薄膜作为一种透明导电薄膜与传统的金属薄膜相比具有可见光透过率高、导电性好、抗磨损、耐腐蚀等的优点，而且ITO薄膜和GaN之间的粘附性较好。因此，ITO薄膜被广泛应用于GaN基芯片的电极材料。

ITO薄膜的制备方法有很多，例如喷涂法、化学气相沉积、蒸发镀膜、磁控溅射法等。在这些方法中，采用磁控溅射方法制备的ITO薄膜具有较低的电阻率、较高的可见光透过率以及较高的重复性。现有的ITO薄膜的制备方法具体为：向反应腔室内通入工艺气体(例如Ar)，并向靶材加载射频功率，以激发工艺气体形成等离子体，然后在继续向靶材加载射频功率的同时，向靶材加载直流功率，等离子体在电场的牵引下轰击靶材，使靶材材料溅射到晶片表面上，从而形成ITO薄膜。

但是，由于上述制膜方法使用射频(RF)+直流(DC)共同溅射，这会使得自靶材溅射出的靶材材料的能量较大，在靶材材料溅射到晶片表面上时，会对晶片上的GaN造成损伤，从而导致产品的VF(正向电压)值升高，Iv(发光强度)值降低，进而造成产品性能下降。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种制膜方法，其可以减少对晶片表面造成损伤，从而可以提高产品性能。

为实现本发明的目的而提供一种制膜方法，包括：

第一溅射阶段，向靶材加载射频功率，以在晶片表面上形成保护层；

第二溅射阶段，同时向所述靶材加载射频功率和直流功率，以在所述保护层上形成薄膜。

可选的，所述第一溅射阶段包括以下步骤：

S1，向反应腔室通入工艺气体，直至工艺气压达到第一预设值，且使工艺气压保持在所述第一预设值；所述工艺气体的流量为第一流量值；

S2，向所述靶材加载射频功率进行等离子体启辉；

S3，保持向所述靶材加载射频功率，以在所述晶片表面上形成所述保护层。

可选的，在所述步骤S2之后还包括：

降低工艺气压至第二气压值。

可选的，在所述步骤S2之后还包括：

降低所述工艺气体的流量至第二流量值。

可选的，所述第二溅射阶段包括以下步骤：

S4，保持向所述靶材加载射频功率，并提高所述工艺气体的流量至第三流量值，同时向所述靶材加载直流功率；

S5，降低所述工艺气体的流量至第四流量值，同时保持向所述靶材加载射频功率和直流功率，以在所述保护层上形成所述薄膜。

可选的，射频功率的取值范围在50W～1000W。

可选的，直流功率的取值范围在10W～1000W。

可选的，所述工艺气体的流量的取值范围在10sccm～200sccm。

可选的所述保护层的厚度的取值范围在10A～1000A。

可选的，所述薄膜的厚度的取值范围在300A～20000A。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的制膜方法，其将溅射过程分为两个阶段，其中，第一溅射阶段向靶材加载射频功率，以在晶片表面上形成保护层；第二溅射阶段同时向靶材加载射频功率和直流功率，以在保护层上形成薄膜。由于第一溅射阶段仅向靶材加载射频功率，射频功率能够在靶材上产生较大的负偏压，足以吸引等离子体轰击靶材，同时被溅射出的靶材材料的能量较小，其在溅射到晶片表面上时对晶片表面造成的损伤较小，甚至无损失，最终在晶片表面上形成一层薄膜用作保护层。第二溅射阶段同时向靶材加载射频功率和直流功率，这使得被溅射出的靶材材料的能量较大，从而能够在晶片表面上形成非常致密的薄膜，同时借助上述保护层，即使材材料的能量较大也不会对晶片表面造成损伤，从而可以提高产品性能。

附图说明

图1为本发明提供的制膜方法的流程框图；

图2为本发明实施例提供的制膜方法的第一溅射阶段的流程框图；

图3为本发明实施例提供的制膜方法的第二溅射阶段的流程框图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的制膜方法进行详细描述。

请参阅图1，本发明提供的制膜方法，其包括：

第一溅射阶段，向靶材加载射频功率，以在晶片表面上形成保护层；

第二溅射阶段，同时向靶材加载射频功率和直流功率，以在保护层上形成薄膜。

由于第一溅射阶段仅向靶材加载射频功率，射频功率能够在靶材上产生较大的负偏压，足以吸引等离子体轰击靶材，同时被溅射出的靶材材料的能量较小，其在溅射到晶片表面上时对晶片表面造成的损伤较小，甚至无损失，最终在晶片表面上形成一层薄膜用作保护层。第二溅射阶段同时向靶材加载射频功率和直流功率，这使得被溅射出的靶材材料的能量较大，从而能够在晶片表面上形成非常致密的薄膜，同时借助上述保护层，即使材料的能量较大也不会对晶片表面造成损伤，从而可以提高产品性能。

本发明提供的制膜方法可以应用于GaN基芯片的电极材料的制备，例如ITO薄膜的制备，能够减少对晶片上的GaN造成损伤。当然，也可以应用于在其它易损伤的基材表面上的薄膜制备。

可选的，请参阅图2，上述第一溅射阶段包括以下步骤：

S1，向反应腔室通入工艺气体，直至工艺气压达到第一预设值，且使该工艺气压保持在第一预设值；工艺气体的流量为第一流量值；

S2，向靶材加载射频功率进行等离子体启辉；

S3，保持向靶材加载射频功率，以在晶片表面上形成保护层。

借助上述步骤S1可以使腔室内的气体压力稳定。上述第一预设值可以具体工艺需要而自由设定，优选的，可以将反应腔室的排气门阀调节至半开状态，以使腔室内的气压压力保持在较高的数值范围内，以使射频功率能够正常加载。

可选的，在上述步骤S1中，工艺气体的流量(即，第一流量值)的取值范围在10sccm～200sccm，优选的，上述第一流量值为150sccm。

在上述步骤S2中，工艺气压维持在第一预设值不变，同时向靶材加载射频功率。可选的，射频功率的取值范围在50W～1000W，优选为250W。

可选的，在上述步骤S2之后，还包括：

降低工艺气压至第二气压值。

通过降低工艺气压，有利于在晶片表面上形成保护层。

可选的，上述第二气压值的降低可以将反应腔室的排气门阀调节至全开状态。

可选的，在上述步骤S3中，射频功率的取值范围在50W～1000W，优选为250W。保护层的厚度的取值范围在10A～1000A，优选为100A。

可选的，在上述步骤S2之后还包括：

降低工艺气体的流量至第二流量值。

通过降低工艺气体的流量，有利于在晶片表面上形成保护层。可选的，上述第二流量值为35sccm。

请参阅图3，上述第二溅射阶段包括以下步骤：

S4，保持向靶材加载射频功率，并提高工艺气体的流量至第三流量值，同时向靶材加载直流功率；

S5，降低工艺气体的流量至第四流量值，同时保持向靶材加载射频功率和直流功率，以在保护层上形成薄膜。

可选的，上述第三流量值为120sccm。

可选的，上述第四流量值为60sccm。

可选的，直流功率的取值范围在10W～1000W，优选为260W。

可选的，薄膜的厚度的取值范围在300A～20000A，优选为500A。

下面将采用本发明提供的制膜方法获得的产品性能与采用现有技术的制膜方法获得的产品性能进行对比。

表1，为本发明提供的制膜方法获得的产品参数与采用现有技术的制膜方法获得的产品参数。

在上述表1中，V_F代表正向电压，是指额定正向电流下器件两端的电压降，单位为伏特(V)。I_v代表发光强度，是指在给定方向上的单位立体角发出的光通量，单位为坎德拉(cd)。

由表1可知，采用本发明提供的制膜方法获得的产品的V_F的平均值为3.38V，I_v的平均值为84.9cd。采用现有技术的制膜方法获得的产品的V_F的平均值为3.49V，I_v的平均值为82.88cd。对比可知，本发明提供的制膜方法可以获得V_F值更低，I_v值更高的产品，从而可以提高产品性能。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。